JP2000247127A

JP2000247127A - 車両用空調装置の制御装置

Info

Publication number: JP2000247127A
Application number: JP11048334A
Authority: JP
Inventors: Sadao Mochiki; 貞夫持木
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2000-09-12

Abstract

(57)【要約】【課題】車室内温度検出センサが故障した場合にも、
所定時間経過した後も快適な空調制御を実行する。【解決手段】センサ故障判定手段によって、車室内温
度検出センサが故障したと判定された場合、車室内温度
推定手段によって、車室内温度検出センサの故障直前に
検出された最後の検出値を、車室内推定温度として出力
すると共に、推定温度変化手段によってこの車室内推定
温度を所定の温度まで変化させることによって、空調制
御の実行に伴って所定の温度まで変化する車室内温度変
化に近似する変化を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、車両用空調装置
において、車室内温度センサが故障した場合でも良好な
空調制御を実行することができる車両空調装置の制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術として、特公昭６２−３０９
２８号公報に開示される車輛用空気調和装置は、温度セ
ンサの故障を判定する故障判定部と、この故障判定部が
温度センサが故障であると判定した場合に、制御機器の
動作を停止させ、温度センサ故障前の状態にロックする
ようにしたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記車
輛用空気調和装置においては、ウォームアップ又はクー
ルダウン時に、車室内温度検出センサが故障した場合、
ウォームアップ又はクールダウン時の制御に制御機器が
固定されてしまうという不具合が生じる。

【０００４】このため、この発明は、車室内温度検出セ
ンサが故障した場合にも、所定時間経過した後も快適な
空調制御を実行することのできる車両用空調装置の制御
装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するために手段】したがって、この発明
は、車室内温度を検出する車室内温度検出センサ及び車
外温度を検出する車外温度検出センサを少なくとも有す
る熱負荷信号検出手段と、車室内の目標温度を設定する
設定手段とを有し、これら熱負荷信号検出手段からの複
数の検出温度及び設定手段によって設定された目標温度
から車両用空調装置の制御機器を制御する制御信号を出
力する制御手段とを具備する車両用空調装置の制御装置
において、前記車室内温度検出センサの故障を判定する
センサ故障判定手段と、前記センサ故障判定手段によっ
て前記車室内温度検出センサが故障していると判定され
た場合に、車室内検出温度の代わりに、前記車室内温度
検出センサが故障前に検出した最新の車室内温度を車室
内推定温度として出力する車室内温度推定手段と、この
車室内温度推定手段によって出力された車室内推定温度
を所定の温度まで変化させる推定温度変化手段とを具備
するものである。

【０００６】これによって、センサ故障判定手段によっ
て、車室内温度検出センサが故障したと判定された場
合、車室内温度推定手段によって、車室内温度検出セン
サの故障直前に検出された最後の検出値を、車室内推定
温度として出力すると共に、推定温度変化手段によって
この車室内推定温度を所定の温度まで変化させることに
よって、空調制御の実行に伴って所定の温度まで変化す
る車室内温度変化に近似する変化を得ることができるの
で、所定時間後においても自動による適正な空調制御を
実行することができるものである。

【０００７】また、前記推定温度変化手段は、前記車室
内推定温度を、所定時間経過後に所定の温度となるよう
に変化させることが望ましい。さらにまた、前記推定温
度変化手段は、車室内温度推定手段によって出力された
車室内温度推定手段に、所定時間の遅延をかけて所定の
温度まで変化させることが望ましい。これによって、所
定時間経過後に所定の温度となるように、徐々に車室内
推定温度を変化させることができるので、車室内温度検
出センサが故障した場合でも、大まかに車室内温度を推
定することができるので、安定した空調制御を実行する
ことができる。

【０００８】さらに、前記所定時間は、前記車室内推定
温度と前記所定温度との間の温度差によって決定される
ことが望ましい。これによって、温度差が大きい場合に
は大きな時定数で車室内推定温度を所定の温度まで変化
させ、温度が小さい場合には小さな時定数で車室内推定
温度を所定の温度まで変化させることができるもので、
実際の温度変化により近い変化を得ることができるもの
である。

【０００９】さらにまた、前記車室内温度推定手段は、
イグニッションスイッチ投入直後に、前記センサ故障判
定手段によって前記車室内温度検出センサが故障してい
ると判定された場合、外気温度検出センサによって検出
された外気温度を車室内温度推定信号として出力するこ
とにある。これによって、イグニッションスイッチ投入
直後において、車室内温度検出センサが故障した場合に
は、故障前の検出値がなく、且つ空調制御前であること
から、車室内温度と外気温度が略等しいとして、車室内
推定温度の最初の値として外気温度を設定するようにし
たものである。

【００１０】また、前記所定の温度は、設定手段によっ
て設定された車室内の目標温度であることが望ましい。
これによって、車室内推定温度の最終値を車室内の目標
温度に設定することによって、さらにまた、前記所定の
温度は、２５℃の固定値であってもよいものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面により説明する。

【００１２】図１で示すように、車両用空調装置１は、
空調ダクト２の上流側に開口する内気導入口３及び外気
導入口４を有し、内気導入口３及び外気導入口４を適宜
選択的に開閉するインテークドア５を有する。このイン
テークドア５の下流には、送風機６が設けられ、前記イ
ンテークドア５によって選択された内気導入口３若しく
は外気導入口４から内気又は外気を吸引し、空調ダクト
２の下流側に送風するものである。

【００１３】前記送風機６の下流側には、冷凍サイクル
の一部を構成する冷却手段としてのエバポレータ７が設
けられ、通過する空気を冷却するようになっている。ま
た、前記冷凍サイクルは、少なくともコンプレッサ１
５、コンデンサ１６、膨張弁１７、前記エバポレータ７
及びレシーバタンク１４によって構成されるもので、電
磁クラッチ１８を介して前記コンプレッサ１５の稼動を
オンオフすることによって冷凍サイクルの稼動がオンオ
フされるようになっているものである。

【００１４】前記エバポレータ７の下流側には、加熱手
段としてヒータコア８が設けられる。このヒータコア８
は、熱源としてエンジン冷却水が用いられるもので、こ
のヒータコア８の上流側には、前記エバポレータ７を通
過した空気を、ヒータコア８を通過する空気と、ヒータ
コア８をバイパスする空気とに分流するミックスドア９
が設けられる。また、空調ダクト２の最下流側には、デ
フ吹出口１０、ベント吹出口１１及びフット吹出口１２
が設けられ、モードドア１３によって適宜選択的に開口
されるものである。

【００１５】以上の構成により、インテークドア５によ
って選択された内気導入口３又は外気導入口４から、送
風機６の稼動によって吸入された空気は、エバポレータ
７を通過することで冷却され、ミックスドア７によって
設定された割合に基づいてヒータコア８を通過する空気
とヒータコア８をバイパスする空気に分流され、ヒータ
コア８の下流側にて所望の温度の空気に混合される。こ
の混合された空気は、モードドア１３にて選択された吹
出口（１０，１１，１２）から車室内の吹き出して車室
内の温調を行うようになっている。

【００１６】この車両用空調装置１を制御する手段とし
て、コントロールユニット２０が設けられる。このコン
トロールユニット２０は、車室内温度検出センサ２１、
外気温度検出センサ２２、日射センサ２３からの信号が
入力され、順次Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）２５に出力する
マルチプレクサ（ＭＰＸ）２４、このＡ／Ｄ変換器２５
からの信号及び操作パネル（Ｃ／Ｐ）２６からの設定信
号等が入力される中央演算処理装置（ＣＰＵ）２７、こ
のＣＰＵ２７によって処理されたデータ等を記憶するラ
ンダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２８、制御用プログラ
ムやマップ等が欠きこまれた読出専用メモリ（ＲＯＭ）
２９、ＣＰＵ２７からの制御信号に基づいて各制御機
器、例えば、前記電磁クラッチ１８、送風機６、インテ
ークドア５を駆動するアクチュエータ１９ａ、ミックス
ドア９を駆動するアクチュエータ１９ｂ、及びモードド
ア１３を駆動するアクチュエータ１９ｃ等を制御する駆
動信号を出力する駆動ユニット（Ｄ／Ｕ）３０等から構
成されるものである。

【００１７】上記車両用空調装置１を制御するプログラ
ムは、例えば、図２のフローチャートで示されるもの
で、ステップ１００から定期的に開始されるものであ
る。

【００１８】ステップ１１０において、前記車室内温度
センサ２１からの車室内温度信号Ｔincs、外気温度セン
サ２２からの外気温度信号Ｔambs、日射センサ２３から
の日射信号Ｑsuns、及び操作パネル２６からの温度設定
信号Ｔset が少なくとも入力され、ステップ１２０にお
いて、熱負荷信号としての総合信号Ｔが下記する数式
（１）によって演算される。

【００１９】Ｔ＝Ｋ１・Ｔinc(n)＋Ｋ２・Ｔamb ＋Ｋ３
・Ｑsun −Ｋ４・Ｔset ＋Ｋ５・・（１）

【００２０】尚、この数式（１）において、Ｔinc(n)は
その時の車室内温度信号Ｔincsから下記するフローチャ
ートによって求められた演算用の車室内温度データであ
り、Ｔamb はその時の外気温度信号Ｔambsから求められ
た演算用の車室内温度データであり、Ｑsun はその時の
日射信号Ｑsunsから演算された演算用の日射量データで
あり、Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４は演算定数であり、且つ
Ｋ５は補正項である。

【００２１】これによって求められた総合信号Ｔに基づ
いて、ステップ１３０ではコンプレッサ１５の電磁クラ
ッチ１８が、続いてステップ１４０ではミックスドア９
が、ステップ１５０ではインテークドア５が、ステップ
１６０ではモードドア１３が、さらにステップ１７０で
は送風機６が、図３に示されるマップに従って制御され
るものである。

【００２２】以上のことから、車室内温度検出センサ２
１、車外温度検出センサ２２、日射センサ２３等が故障
した場合、総合信号Ｔの演算値が変動することから、快
適な温調制御ができなくなる。このため、本願では特
に、総合信号Ｔの演算に大きく影響する車室内温度検出
センサ２１が故障した場合においても、快適な温調制御
を可能にする演算用車室内温度データＴinc(n)の演算プ
ログラムについて以下に説明する。

【００２３】ステップ２００から開始される演算用車室
内温度データＴinc(n)演算プログラムは、図４乃至図７
に示すもので、先ず、ステップ２１０においてイグニッ
ションスイッチ（ＩＧ）が投入初回（ＯＦＦ→ＯＮ初
回？）であるか否かが判定される。この判定において、
イグニッションスイッチ（ＩＧ）が投入初回であると判
定された場合には、ステップ２２０に進んで故障フラグ
が初期化され（故障ＦＬＡＧ←０）、ステップ２３０に
おいてタイムアップフラグが初期化される（ＴＩＭＥＵ
ＰＦＬＡＧ←０）。さらに、ステップ２４０におい
て、検出カウントｎに初期値１が設定され、ステップ２
５０においてタイマがリセットされ、初期化が実施され
る。

【００２４】そして、ステップ２６０において車室内温
度検出センサ(INC.S) ２１が故障であるか否かの判定が
行われる。この車室内温度検出センサ２１の故障か否か
の判定は、例えば、車室内温度検出センサ２１の出力値
があるか否か、出力値が所定の範囲内にあるか否かを判
定することによって実行されるものである。

【００２５】前記ステップ２６０の判定において、車室
内温度検出センサ２１が故障していないと判定された場
合には、ステップ２７０に進んで、Ｔinc(n)、この場合
Ｔinc(1)にその時の車室内温度信号Ｔincsを入力し、こ
れを演算用車室内温度データとして用いるものである。
そして、ステップ５４０からメイン制御ルーチンに戻る
ものである。

【００２６】また、前記ステップ２６０の判定におい
て、車室内温度検出センサ２１が故障していると判定さ
れた場合には、ステップ２８０に進んで、初回の演算用
車室内温度データＴinc(1)としてその時の外気温度Ｔam
bsを設定する。これは、イグニッションスイッチ（Ｉ
Ｇ）投入初回においては、車室内温度と外気温度が略等
しいと推定されるからである。また、ステップ２９０に
おいて、この演算用車室内温度データＴinc(n)を車室内
推定温度Ｔ１として設定し、さらに、ステップ３００に
おいて車室内温度検出センサ２１の故障を示す故障フラ
グを設定し（故障ＦＬＡＧ←1 ）、そして下記するステ
ップ４７０の演算で使用される時定数としてのタイマｔ
をスタートさせ（ＴＩＭＥＲＳＴＡＲＴ）、ステップ
５４０からメイン制御ルーチンに回帰する。

【００２７】そして、ステップ２００から演算用車室内
温度データＴinc(n)演算プログラムが再度スタートする
と、ステップ２１０の判定においてイグニッションスイ
ッチの投入初回でないので、連結子Ａを介して図5 で示
すステップ３２０に進む。このステップ３２０におい
て、故障フラグに“１" が設定されているか否かの判定
が行われ、故障フラグに“１" が設定されていない場合
には、ステップ330 に進んで、再度車室内温度検出セン
サ２１が故障か否か（ＩＮＣ．Ｓ故障？）が判定され
る。この判定において車室内温度検出センサ２１が故障
していない場合には、ステップ３４０に進んで、検出カ
ウントｎの回数を1 回増やすと共に演算用車室内温度デ
ータＴinc(n)に車室内温度検出センサ２１の検出値Ｔin
csを設定し、ステップ５４０からメイン制御ルーチンに
回帰するものである。

【００２８】以上のことから、車室内温度検出センサ２
１が故障していない場合には、初回においてはステップ
２７０において演算用車室内温度データＴinc(n)として
車室内温度検出センサ２１の最新の検出値Ｔincsを設定
し、それ以後はステップ３５０において演算用車室内温
度データＴinc(n)を車室内温度検出センサ２１の最新の
検出値Ｔincsに更新することができるものである。

【００２９】また、前記ステップ３３０において、車室
内温度検出センサ２１が故障であると判定された場合に
は、ステップ３６０に進んで検出カウントｎを1 増やす
と共に、ステップ３７０において、演算用車室内温度デ
ータＴinc(n)として1 回前の検出値Ｔinc(n-1)を設定
し、さらにステップ３８０においてこの演算用車室内温
度データＴinc(n)を車室内推定温度Ｔ１として設定し、
さらに、ステップ３９０において車室内温度検出センサ
２１の故障を示す故障フラグを設定し（故障ＦＬＡＧ←
1 ）、そして下記するステップ４７０の演算で使用され
る時定数としてのタイマｔをスタートさせ（ＴＩＭＥＲ
ＳＴＡＲＴ）、ステップ５４０からメイン制御ルーチ
ンに回帰するものである。

【００３０】以上のことから、起動初期（ＩＧＯＮ初
回）若しくはそれ以降の空調制御中において車室内温度
検出センサ２１の故障が検出された場合には、故障フラ
グに“１" が設定されると共に車室内推定温度Ｔ１とし
て起動初期の場合には外気温度Ｔambsが、それ以降では
故障前における最新の演算用車室内温度データＴinc(n-
1)が設定されるものである。

【００３１】それゆえに、車室内温度検出センサ２１が
故障した場合、ステップ３００若しくはステップ３９０
において故障フラグに“1"が設定されていること（故障
ＦＬＡＧ＝１）から、ステップ３２０の判定において連
結子Ｂを介してステップ４１０に進み、再度車室内温度
検出センサ２１が故障か否かの判定を行う。この判定に
おいて車室内温度検出センサ２１の出力値が正常値に復
帰している場合には、ステップ４２０に進んで、故障フ
ラグに“０" を設定すると共に、ステップ４３０にてタ
イマｔをリセットし、連結子Ｃを介してステップ３４０
から車室内温度検出センサ２１の正常ルートに復帰する
ものである。

【００３２】前記ステップ４１０に判定において、車室
内温度検出センサ２１が未だ故障のままであることが判
定された場合、ステップ４４０においてタイムアップフ
ラグ（ＴＩＭＥＵＰＦＬＡＧ）に“１" が設定されて
いるか否かの判定が行われる。最初の通過の場合には、
タイムアップフラグは“０" に設定されていることから
ステップ４５０に進んで、目標車室内温度Ｔset と演算
用車室内温度データＴinc(n)との温度差（｜Ｔset −Ｔ
inc(n)｜が所定値（この実施の形態においては、０．５
℃に設定）以下であるか否かが判定され、前記温度差が
所定値以下でない場合は、ステップ４６０に進んで検出
カウントを１増やすと共に、ステップ４７０において、
前記車室内推定温度Ｔ１から、前記タイマｔによって規
定された時定数で目標車室内温度Ｔset まで変化するよ
うに演算用車室内温度データＴinc(n)が演算され設定さ
れ（数式２）、ステップ５４０からメイン制御ルーチン
に回帰する。

【００３３】Ｔinc(n)＝Ｔ１＋（Ｔset −Ｔ１）（１−ｅ−αｔ）・・・（２）

【００３４】これによって、ステップ３１０若しくはス
テップ４００で設定されたタイマｔによって、演算用車
室内温度データＴinc(n)は、車室内推定温度Ｔ１から目
標車室内温度Ｔset に徐々に近づいていくものである。

【００３５】そして、演算用車室内温度データＴinc(n)
と目標車室内温度Ｔset の温度差が所定値より小さくな
った場合には、ステップ４５０の判定によってステップ
４８０に進んでタイプアップフラグ( ＴＩＭＥＵＰＦ
ＬＡＧ) に“１" を設定する。これによって、次のプロ
グラムの実行においてステップ４４０の判定においてタ
イムアップフラグの設定が判定されることから、連結子
Ｄを介してステップ５００に進み、演算用車室内温度デ
ータＴinc(n)と目標車室内温度Ｔset の温度差が所定値
（この実施の形態においては１℃）より大きいか否かの
判定が行われ、所定値以下である場合には、演算用車室
内温度Ｔinc(n)が目標車室内温度Ｔsetとほぼ一致して
いるので、ステップ５４０からメイン制御ルーチンに回
帰する。

【００３６】しかしながら、目標車室内温度Ｔset が変
更された場合等、目標車室内温度Ｔset と演算用車室内
温度データＴinc(n)の温度差が所定値より大きくなった
場合には、ステップ５１０に進んで演算用車室内温度Ｔ
inc(n)を車室内推定温度Ｔ１とし、ステップ５２０に進
んで時定数としてのタイマｔが開始され（ＴＩＭＥＲＳ
ＴＡＲＴ）、ステップ５４０からメイン制御ルーチンに
回帰する。これによって、このルーチンの次回の実行時
において、再度ステップ４５０以下の制御が実行される
こととなるものである。

【００３７】また、上述した制御ルーチンにおいて、タ
イマｔの長さは、図８で示すように、演算用車室内温度
データＴinc(n)と目標車室内温度Ｔset の温度差ΔＴに
よって設定してもよいものである。これによって、温度
差ΔＴが小さい場合には短い時間で、温度差ΔＴが大き
い場合には長い時間で、演算用車室内温度データＴinc
(n)が目標車室内温度Ｔset に到達するように設定でき
るものである。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、車室内温度検出センサが故障した場合にも、車室内
温度変化を推定して目標車室内温度に近づけることがで
きるので、車室内温度検出センサの故障に伴う車室内温
度の異常検出値に合致するような空調制御を回避できる
ので、快適な空調状態を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る車両用空調装置の概略構成図で
ある。

【図２】車両用空調装置のメイン制御ルーチンを示した
フローチャート図である。

【図３】総合信号による各制御機器の制御状況を示した
マップ図である。

【図４】演算用車室内温度データＴinc(n)演算プログラ
ムを示したフローチャート図である。

【図５】演算用車室内温度データＴinc(n)演算プログラ
ムの一部を示したフローチャート図である。

【図６】演算用車室内温度データＴinc(n)演算プログラ
ムの一部を示したフローチャート図である。

【図７】演算用車室内温度データＴinc(n)演算プログラ
ムの一部を示したフローチャート図である。

【図８】演算用車室内温度データと目標車室内温度との
間の温度差ΔＴと、この温度差ΔＴによって設定される
タイマｔとの関係を示した特性線図である。

【符号の説明】

１車両用空調装置２空調ダクト３内気導入口４外気導入口５インテークドア６送風機７エバポレータ８ヒータコア９ミックスドア１３モードドア１５コンプレッサ２０コントロールユニット２１車室内温度検出センサ２２外気温度検出センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車室内温度を検出する車室内温度検出セ
ンサ及び車外温度を検出する車外温度検出センサを少な
くとも有する熱負荷信号検出手段と、車室内の目標温度
を設定する設定手段とを有し、これら熱負荷信号検出手
段からの複数の検出温度及び設定手段によって設定され
た目標温度から車両用空調装置の制御機器を制御する制
御信号を出力する制御手段とを具備する車両用空調装置
の制御装置において、前記車室内温度検出センサの故障を判定するセンサ故障
判定手段と、前記センサ故障判定手段によって前記車室内温度検出セ
ンサが故障していると判定された場合に、車室内検出温
度の代わりに、前記車室内温度検出センサが故障前に検
出した最新の車室内温度を車室内推定温度として出力す
る車室内温度推定手段と、この車室内温度推定手段によって出力された車室内推定
温度を所定の温度まで変化させる推定温度変化手段と具
備することを特徴とする車両用空調装置の制御装置。
【請求項２】前記推定温度変化手段は、前記車室内推
定温度を、所定時間経過後に所定の温度となるように変
化させることを特徴とする請求項１記載の車両用空調装
置の制御装置。
【請求項３】前記推定温度変化手段は、車室内温度推
定手段によって出力された車室内温度推定手段に、所定
時間の遅延をかけて所定の温度まで変化させることを特
徴とする請求項２記載の車両用空調装置の制御装置。
【請求項４】前記所定時間は、前記車室内推定温度と
前記所定温度との間の温度差によって決定されることを
特徴とする請求項１，２又は３記載の車両用空調装置の
制御装置。
【請求項５】前記車室内温度推定手段は、イグニッシ
ョンスイッチ投入直後に、前記センサ故障判定手段によ
って前記車室内温度検出センサが故障していると判定さ
れた場合、外気温度検出センサによって検出された外気
温度を車室内温度推定信号として出力すること特徴とす
る請求項１から４のいずれか一つに記載の車両用空調装
置の制御装置。
【請求項６】前記所定の温度は、設定手段によって設
定された車室内の目標温度であることを特徴とする請求
項１から５のいずれか一つに記載の車両用空調装置の制
御装置。
【請求項７】前記所定の温度は、２５℃であることを
特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の車両
用空調装置の制御装置。